水泥管磨機畢業(yè)設計

1、中 國 礦 業(yè) 大 學本科生畢業(yè)設計姓 名： 馬元 學 號： 03101092 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 設計題目： 4.0×13m水泥管磨機的設計 專 題： 指導教師： 程延海 職 稱： 副教授 二O一一四年 六 月 徐州中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計任務書學院 機電工程學院 專業(yè)年級 機械工程及自動化07級 學生姓名 馬元 任務下達日期： 2014年3月23日畢業(yè)設計日期：2014年3月23日至2014年6月15日畢業(yè)設計題目：4.0×13m水泥管磨機的設計畢業(yè)設計專題題目：畢業(yè)設計主要內(nèi)容和要求：1、原始資料：管磨機的設計規(guī)格4.0×13m其

2、他主要技術參數(shù)：入磨物料粒度25mm，95%通過，填充率30%。磨機轉(zhuǎn)速16.3r/min，產(chǎn)量80t/h，出磨成品面積3500cm2/g，研磨體裝載量191t。2、設計技術要求：根據(jù)主要技術參數(shù)設計管磨機的結(jié)構；要求英文翻譯忠實于原文；要求完成的設計能滿足實際要求，圖面及文字說明簡潔、清晰、易讀懂。圖紙設計規(guī)范，符合制圖標準。要求畢業(yè)論文敘述條理清楚，設計計算正確，論文格式規(guī)范。院長簽字： 指導教師簽字： 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計指導教師評閱書指導教師評語(基礎理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力；研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點；工作態(tài)度及工作量；總體評價及建議成績

3、；存在問題；是否同意答辯等)：成 績： 指導教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書評閱教師評語(選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握；綜合運用所學知識解決實際問題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等)：成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書評閱教師評語(選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握；綜合運用所學知識解決實際問題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等)：成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學畢

4、業(yè)設計答辯及綜合成績答 辯 情 況提 出 問 題回 答 問 題正 確基本正確有一般性錯誤有原則性錯誤沒有回答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字： 年 月 日學院領導小組綜合評定成績：學院領導小組負責人： 年 月 日摘 要本課題主要設計用于粉磨水泥熟料的4.0×13m管磨機的總體設計。為了提高粉磨效率，滿足生產(chǎn)工藝要求，根據(jù)主要技術參數(shù)，對磨機進行總體計算。再類比其它各類型管磨機的結(jié)構特點，確定該磨機為尾卸式中心單傳動管磨機，選擇滑履軸承支撐回轉(zhuǎn)部分，從而便取消了中空軸和螺旋喂料裝置，將進料裝置設計為通冷風的自溜入磨的進料裝置，并對其結(jié)構進行優(yōu)化設計，使其更加滿足生產(chǎn)工藝需求

5、。磨機的回轉(zhuǎn)部分設計為2倉，兩倉之間用雙層隔倉板分隔，對筒體進行設計并進行強度校核計算，確保其長期安全可靠。對磨內(nèi)襯板進行了選型設計，同時合理地選擇了磨內(nèi)研磨體的級配，以保證整個粉磨系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。還對出料裝置進行了優(yōu)化設計，使其通風效果更好，出料更加滿足要求。關鍵詞：管磨機；中心傳動；進料裝置；回轉(zhuǎn)部分；出料裝置ABSTRACTThe project is primarily designed for grinding cement clinker 4.013m tube mill's overall design. In order to improve grinding effi

6、ciency, and to meet the requirements of the production process, we held the overall calculation of the mill according to the main technical parameters , and then analog other types of tube mill's structural characteristics, to determine the tail of the mill as single driving removable center tub

7、e mill. We select the rotary part of the sliding shoe bearings, in order to abolish the hollow shaft and screw feeding device. Design the feed device as auto mill feeding device with cold wind moving through, and optimize the structure design to meet the needs of the production process. The turning

8、part of the mill design for the two positions, separated between the two positions is a double diaphragm plate on the cylinder design and strength check calculation carried out to ensure its long-term safety and reliability. We carried out on the ground lined plate type design, and the rational choi

9、ce of the mill grinding media grading as well, to ensure normal production of the grinding system. Also, a feeding device has been optimized to make it better ventilation, and to meet discharge requirements.Keywords： Tube mill ;Central transmission ; Feeding device ; Rotary part ; Discharge device目

10、錄1 引言11.1概述11.2 磨機新技術動態(tài)11.2.1內(nèi)選粉篩粉磨技術11.2.2生料烘干風掃磨技術21.3 粉磨工藝系統(tǒng)21.3.1粉磨21.3.2 粉磨系統(tǒng)流程31.4 球磨機的分類及工作原理41.4.1 球磨機分類41.4.2磨機的工作原理51.5 管磨機總體設計須考慮的問題72 磨機的主要工藝參數(shù)的確定102.1磨機的適宜轉(zhuǎn)速102.1.1磨機的臨界轉(zhuǎn)速n0102.1.2 球磨機的理論適宜轉(zhuǎn)速n102.1.3 轉(zhuǎn)速比102.1.4 磨機的實際工作轉(zhuǎn)速112.2 磨機的功率計算112.3 磨機的生產(chǎn)能力122.4磨機的中心高度的確定132.5磨機在運轉(zhuǎn)時磨體的伸縮量計算132.6磨機

11、的支撐裝置132.6.1磨機的支撐裝置可按下述方式分類133 進料裝置和出料裝置的選型設計153.1 簡介153.2 進料裝置的選型設計153.2.1物料自溜入磨的進料裝置153.2.2強制性的進料裝置163.2.3 通風的進料裝置173.2.4 濕法磨機的進料裝置173.3出料裝置的選型設計174 管磨機回轉(zhuǎn)部分的設計184.1筒體的設計184.1.1筒體的結(jié)構184.1.2磨門與人孔184.1.3筒體的基本要求和規(guī)定194.1.4筒體的計算204.2磨機襯板的設計254.2.1襯板的種類254.2.2襯板的作用以及一般襯板所選用的材料264.2.3襯板的安裝264.3隔倉板的選型設計274

12、.3.1隔倉板的作用274.3.2隔倉板的類型274.3.3隔倉蓖板及蓖孔的排列284.4傳動接管的設計及強度校核305 研磨體的確定325.1研磨體的種類及作用325.2研磨體的運動分析335.3研磨體運動基本方程式345.4研磨體級配345.4.1研磨體填充率及其選擇355.4.2研磨體級配的原則355.4.3本設計研磨體的計算設計36參考文獻38翻譯部分39英文原文39中文譯文50致 謝5759 / 69文檔可自由編輯打印1 引言1.1概述管磨機不僅在建材行業(yè)中大量應用，而且在冶金、選礦、化工等工業(yè)中也廣泛采用，是水泥行業(yè)一直沿用至今的粉磨設備，它有如下優(yōu)點：對各種性質(zhì)的物料適應性強，如

13、硬的、軟的、脆的、韌性的等都能粉磨。由于可制成各種大小規(guī)格的管磨機，因而能適應各種生產(chǎn)能力的要求，粉碎比大，可達300以上，易于調(diào)整和控制物料細度，產(chǎn)品粒度均勻，混合作用好?？蛇m應不同的情況進行操作，既可干法，也可濕法作業(yè)，還可以把干燥和粉磨合并在一起同時進行。結(jié)構簡單、堅固、操作可靠、維護管理容易，易損件便于檢查和更換，能長期連續(xù)運轉(zhuǎn)。但是，球磨機的問世已有160多年的歷史，管磨機的出現(xiàn)也有100多年之久。盡管人們進行了多方面的研究和改進，也取得了一定的效果，使其粉末效率和實用壽命等在原有基礎上都有較大的提高。然而，終究取得突破性的進展，仍未拜托粉末效率低下的狀況。筒式磨機的效率只有0.6%

14、，大多數(shù)學者和專家認為最高也不過。而在耗能方面也是非常大的，在水泥廠中，每生產(chǎn)1t水泥，需要粉磨的各種物料就有34t之多，在總電耗中，粉磨生料，熟料和原料這三種物料磨機的電耗越占6570;它們的生產(chǎn)成本占水泥總成本的35左右。同時，磨機還需要消耗大量的鋼材。因此，正確的選擇粉磨工藝系統(tǒng)和磨機型式，合理的設計計算各個零部件，提高它們的使用壽命，對提高粉磨效率，提高運轉(zhuǎn)率，降低電耗和金屬消耗，減少維修費用等方面具有十分重大的意義。本課題來源于徐州中天仕名重型機械有限公司的實際生產(chǎn)需求，并相互綜合比較各類管磨機的優(yōu)點,經(jīng)師生討論而確定的。設計要求：1、規(guī)格：4.0×13m；2、入磨粒度：2

15、5mm；3、出磨成品面積：3500/g；產(chǎn)量：80t/h；填充率：30%；研磨體裝載量：191t。技術要求：機械設計應保證其功能良好、使用可靠、維護方便；零件結(jié)構設計要選擇合理的毛坯型式和材料，并盡可能的采用標準件和通用件，并具有良好的工藝性。由于我水平有限，學習和設計的時間倉促，設計中的不妥，錯誤之處在所難免，懇望批評指正。1.2 磨機新技術動態(tài)1.2.1內(nèi)選粉篩粉磨技術目前，國內(nèi)的部分高產(chǎn)、高細、篩分磨存在篩分裝置中篩分板孔徑大(2.53.5mm)、通料面積小(只有30%左右的通料面積)、篩板容易松動造成物料跑粗，蓖板蓖縫容易堵塞等弱點。致使用戶在使用過程中產(chǎn)量提高不大，且質(zhì)量波動很大，有

16、時甚至要停下機來，處理篩板和清理蓖板蓖縫，給用戶造成很大損失。經(jīng)過對國內(nèi)數(shù)十臺高產(chǎn)、高細、篩分磨的分析和論證，創(chuàng)新開發(fā)的內(nèi)選粉篩分磨技術，匯集了康必登磨高產(chǎn)、高細、篩分磨的技術，并針對上述缺點做了重大改進。該技術及設備是在磨機中采用新型篩分裝置，以原有粉磨生產(chǎn)工藝為基礎，考慮到生產(chǎn)系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的工藝情況，如熟料粒度、溫度、易磨性、混合材種類、水分等。通過內(nèi)選分裝置的作用，將磨機粉磨過程中的粗細粒度及時有效的分離。該技術有以下特性：篩分裝置中的篩板孔徑可根據(jù)用戶實際情況在1.03.5mm范圍內(nèi)設計，篩板通料面積可達40%65%，使用過程中篩板不易松動，蓖板蓖縫不易堵塞。生產(chǎn)過程中可以在最短時間

17、內(nèi)將適合二倉研磨的顆粒從一倉分離出來，并使二倉內(nèi)滿足研磨要求的顆粒及時排出磨外。這樣一倉的粉磨和二倉的研磨分工更加明確，并基本上杜絕了磨內(nèi)過粉磨現(xiàn)象，提高了磨機的生產(chǎn)效率。對磨內(nèi)的襯板結(jié)構，研磨體級配進行優(yōu)化調(diào)整，使每臺設備都能達到系統(tǒng)能力的最大化。由于通風能力加強，通料面積增大，粉磨高濕、高溫料時，臺時產(chǎn)量下降幅度大大低于普通高產(chǎn)、高細篩分磨。臺時產(chǎn)量可以提高20%40%，比表面積可以控制在300450m2/kg范圍內(nèi)。一般三個月可收回投資，磨內(nèi)改造12天可完成。本技術適合于閉路磨、開路磨、超細礦渣微粉改造。1.2.2生料烘干風掃磨技術改造的閉路生料磨在生料入磨水分高達3.5%時仍可達到較高

18、產(chǎn)量，一臺2.2×7m的生料磨機改造費用最低幾千元即可，磨內(nèi)改造時間一般不超過24小時，同等條件下臺產(chǎn)可提高20%80%。1.3 粉磨工藝系統(tǒng)1.3.1粉磨(1)粉碎的意義及分類用機械方法或非機械方法克服固體物料內(nèi)部的內(nèi)聚力而將其分裂的過程稱為粉碎。粉碎包括破碎和粉磨，大塊物料破碎成小塊物料稱為破碎：小塊物料磨成細粉稱為粉磨。相應地完成這些作業(yè)的機械，稱為破碎機械和粉磨機械，或統(tǒng)稱為粉碎機械。粉碎作業(yè)的分類見表1-1。表1-1 粉碎作業(yè)的分類粉 碎破 碎破 碎 碎至100mm中 碎 碎至10030mm細 碎 碎至303mm粉 磨粗 磨 碎至30.1mm細 磨 碎至0.10.06mm超

19、細磨 碎至205m物料經(jīng)粉碎后，比表面積增加，可提高化學反應速度和物理作用效果；幾種不同固體物料的混合，在細粉狀態(tài)下易達到均勻的效果；物料經(jīng)粉碎后，便于干燥、傳熱、貯存和運輸；物料經(jīng)粉碎后，還可用于材料科學，環(huán)境保護和選礦等部門。在建筑材料生產(chǎn)中，粉磨作業(yè)是很重要的過程。粉磨作業(yè)的情況直接關系著產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成本。(2) 粉碎比及粒度表示粉碎比是指粉碎前后物料的平均粒徑之比。它表示物料粒徑在粉碎過程中的縮小程度，是評價粉碎過程的技術指標之一。對破碎而言，稱為破碎比，它是確定破碎系統(tǒng)和設備選型的重要依據(jù)。由于各種粉碎設備的粉碎比各有一定的范圍，若要求物料的粉碎比較大，一臺粉碎機難以滿足要求時，就

20、要用幾臺粉碎機串聯(lián)粉碎，這種粉碎過程稱為多級粉碎。第一級的進料平均粒徑與最后一級的出料平均粒徑之比稱為總破碎比。等于各級破碎比的乘積,由5=·· (1-1)粉碎過程中，各種粒徑的物料組成了混合體，這種混合體稱為顆粒群。顆粒群的平均粒徑，通常用質(zhì)量平均法測算。步驟如下：首先，取有代表性的試樣，用套篩以篩分法把物料分成若干粒級，并用以下方法分別求出各粒級物料的平均粒徑；設相鄰兩級篩子的孔徑為 (大孔篩)和(小孔篩),則該兩級篩之間顆粒群(既小于且大于的顆粒群)可用算術平均粒徑表示為=( + )/2,得到、。其次，分別稱出物料的質(zhì)量，得到、。最后，求出顆粒群的平均粒徑。由5 (1

21、-2)篩分所得的粒度級數(shù)越多，算得的顆粒群平均粒徑越準確。(3) 物料的易碎性和易磨性易碎性是表示物料被破碎難易程度的特性。它與其強度、硬度、密度、結(jié)構均勻性、含水率、粘性、裂痕、表面形狀等有關。易碎性通常用易碎性系數(shù)表示，又稱相對易碎性系數(shù)。某物料的易碎性系數(shù)是指用同一臺粉碎機械在同一物料尺寸變化條件下，粉碎標準物料的單位產(chǎn)品電耗與粉碎該物料的單位產(chǎn)品電耗之比，由5 (1-3)水泥工業(yè)一般以中等易碎的回轉(zhuǎn)窯熟料作為標準易碎性物料，并令其易碎性系數(shù)為1。易碎性系數(shù)大的物料易于粉碎。易磨性是表示物料本身被粉磨難易程度的特性。它與物料的種類和性能有關。礦渣比熟料難磨、熟料比石灰石難磨，是由它們的種

22、類不同；種類相同時，脆性大的物料比脆性小的易磨，因此。水淬快冷礦渣比自然慢冷礦渣易磨，高飽和比熟料比低飽和比熟料易磨、地質(zhì)年代短的石灰石比地質(zhì)年代長的石灰石易磨。國家標準GB9964-88水泥原料易磨性試驗方法規(guī)定了球磨機易磨性的試驗方法。該法原理：物料經(jīng)規(guī)定的球磨機研磨至平衡狀態(tài)后，以磨機每轉(zhuǎn)生成的成品量計算粉磨功指數(shù)，此指數(shù)定量地表明物料粉磨的難易程度。輥式磨易磨性一般用小型試驗磨進行。易碎性和易磨性之間沒有規(guī)律性的關系。1.3.2 粉磨系統(tǒng)流程按一定粉磨流程配量的主機及輔機組成的系統(tǒng)稱作粉磨系統(tǒng)。粉磨系統(tǒng)可根據(jù)入磨物料的性能、產(chǎn)品種類、產(chǎn)品細度、產(chǎn)量、電耗、投資以及是否便于操作與維護等因

23、素，通過比較選擇適當?shù)姆勰ハ到y(tǒng)。水泥廠的粉磨作業(yè)有生料、水泥和煤粉三部分。(1) 開路流程及其特點在粉磨過程中，物料一次通過磨機后即為成品的流程為開路流程，如圖3-1所示。其優(yōu)點是：流程簡單，設備少，投資省，操作簡便。其缺點是：由于物料全部到達細度要求后才能出磨，已被磨好的物料會出現(xiàn)過粉磨現(xiàn)象，并形成緩沖大墊層，妨礙粗料進一步磨細，有時甚至出現(xiàn)細粉包球現(xiàn)象，從而降低了粉磨效率，增加了電耗。圖1-1 粉磨系統(tǒng)流程(2) 圈路流程及其特點物料出磨后經(jīng)過分級設備選出成品，合格的細粉為成品，而使粗粒返回磨內(nèi)再粉磨的流程為圈路流程如圖1-1。其優(yōu)點是：可以及時將細粉排出、減少了過粉現(xiàn)象，使磨機產(chǎn)量提高，

24、同時產(chǎn)品粒度均勻，并且可以用調(diào)節(jié)分級設備的方法改變的粒度。其缺點是：圈路流程復雜、設備多、投資大、廠房高、操作麻煩、維修工作量大。本課題選用的是開路流程。1.4 球磨機的分類及工作原理1.4.1 球磨機分類物料經(jīng)過破碎機械破碎(粗、中、細破碎)的物料粒度在之間，為了達到生產(chǎn)工藝所需要的細度要求，破碎后的物料還必須經(jīng)過粉磨機械磨細。粉磨是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要過程。在選礦、建材、水泥、煤炭、化工、電力、輕工和冶金等工業(yè)部門中，都需要磨碎作業(yè)，球磨機、振動磨機、氣流磨機和其他磨機是這些工業(yè)部門的重要設備之一。而球磨機的應用最為廣泛，這類粉磨機的主要部件都是一個緩慢旋轉(zhuǎn)的筒體，筒體內(nèi)裝有磨碎介質(zhì)，由于

25、球磨機結(jié)構簡單堅固、操作可靠、維護管理簡單、能長期連續(xù)運轉(zhuǎn)、對物料適應性強、破碎比大(可達300 以上)和生產(chǎn)能力大，所以能滿足現(xiàn)代化大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的需要。但球磨機的缺點也比較明顯，其工作效率低、體型笨重、研磨體和襯板的消耗量大、操作時噪聲大，因而在選用粉磨機械時，應綜合物料的物性、物料磨碎的要求、操作條件、生產(chǎn)環(huán)境、機械能耗、工作效率及基建投資等多種因素，進行比較、篩選后才能決定。由于每一種粉磨機械都有其局限性及優(yōu)缺點，在選用設備時必須按上述要求進行綜合比較，選取最合理的粉磨機械。、按筒體的長度與直徑之比分類(1)短磨機長徑比在2以下時為短磨機，或稱球磨機。一般為單倉，用于粗磨或一級磨，也可

26、將23臺球磨機串聯(lián)使用。(2)中長磨機長徑比在3左右時為中長磨機。(3)長磨機長徑比在4 以上時為長磨機或稱管磨機。中長磨和長磨，其內(nèi)部一般分成24 個倉。在水泥廠中用得較多。、按磨內(nèi)裝入的研磨介質(zhì)形狀分類(1)球磨機磨內(nèi)裝入的研磨介質(zhì)主要是鋼球或鋼段。這種磨機使用最普遍。(2)棒磨機磨內(nèi)裝入直徑為的鋼棒作研磨介質(zhì)。棒磨機筒體長度與直徑之比一般為棒球磨機這種磨機通常具有個倉。在第一倉內(nèi)裝入圓柱形鋼棒作為研磨介質(zhì)，以后各倉則裝入鋼球或鋼段。(3)棒球磨機的長徑比應在5左右為宜，棒倉長度與磨機有效直徑之比應在之間，棒長比棒倉短左右，以利于鋼棒平行排列，防止交叉和亂棒。(4)礫石磨磨內(nèi)裝入的研磨介質(zhì)

27、為礫石、卵石、瓷球等。用花崗巖、瓷料做襯板。用于白色或彩色水泥以及陶瓷生產(chǎn)。、按卸料方式分類(1)尾卸式磨機欲磨物料由磨機的一端喂入，由另一端卸出，稱為尾卸式磨機。(2)中卸式磨機欲磨物料由磨機的兩端喂入，由磨機筒體中部卸出，稱為中卸式磨機。該類磨機相當于兩臺球磨機并聯(lián)使用，這樣設備緊湊，簡化流程。按尾卸式磨機的排料方式有格子排料、溢流排料、周邊排料和風力排料等多種類型、按傳動方式分類()中心傳動磨機電動機通過減速機帶動磨機卸料端空心軸而驅(qū)動磨體回轉(zhuǎn)。減速機的出軸與磨機的中心線同在一條直線上。()邊緣傳動磨機電動機通過減速機帶動固定在卸料端筒體上的大齒輪而驅(qū)動磨機筒體回轉(zhuǎn)。、其他分類根據(jù)工藝操

28、作又可分為干法磨機、濕法磨機、間歇磨機和連續(xù)磨機。連續(xù)磨機與間隙磨機相比，前者產(chǎn)量高、單位重量產(chǎn)品的電耗低、機械化程度高和所需操作人員少。但基建投資費用大，操作維護較復雜?，F(xiàn)在間歇式磨機極少使用，常用作化驗室試驗磨。1.4.2磨機的工作原理球磨機(如圖所示)主要由圓柱形筒體、端蓋、軸承和傳動大齒圈、給料、出料裝置等部件組成，筒體內(nèi)裝入直徑為的鋼球或鋼棒，稱為磨介，其裝入量為整個筒體有較容積的。筒體兩端有端蓋，端蓋利用螺釘與筒體端部法蘭相連接，端蓋的中部有孔，稱為中空軸頸，中空軸頸支承在軸承上，筒體可以轉(zhuǎn)動。筒體上還固定有大齒輪圈。在驅(qū)動系統(tǒng)中，電動機通過聯(lián)軸器、減速器和小齒輪帶動大齒輪圈和筒體

29、，緩緩轉(zhuǎn)動。當筒體轉(zhuǎn)動時，磨介隨筒壁上升至一定高度，然后呈拋物線落下或瀉落而下，如圖1-2中的右圖所示。由于端蓋上有中空軸頸，物料從左方的中空軸頸給入筒體，并逐漸向右方擴散移動，當物料自左向右的移動過程中，旋轉(zhuǎn)筒體將鋼球帶至一定高度而落下將物料擊碎，而一部分鋼球在筒體成瀉落狀態(tài)對物料有研磨作用，整個移動過程也是物料的粉碎過程。圖1-2的球磨機工作原理中，由于筒體的旋轉(zhuǎn)和磨介的運動，物料逐漸向右方擴散，最后從右方的中空軸頸溢流排出，該類型的球磨機稱為溢流型球磨機。另一種球磨機在右端(排料端)安設有格子板(見圖1-3)，格子板由若干塊扇形箅孔板組成，扇形板上的箅孔寬度為，一般以為宜，物料可以通過箅

30、孔進入格子板與端蓋之間的空間內(nèi)，然后由舉板，將物料向上提升，物料延著舉板滑落經(jīng)過錐形塊面向右至中空軸頸，再由中空軸頸排出機外。圖1-2球磨機的示意圖1筒體；2端蓋；3軸承；4大齒圈圖1-3格子型球磨機1格子板；2舉板第三種方式是采用風力排料，圖1-5是風力排料球磨機。物料從給料口進入球磨機，隨著磨機回轉(zhuǎn)，磨機內(nèi)磨介(鋼球)對物料進行沖擊與研磨，物料從磨機的左端(進口)逐慚向右端移動，在移動過程也即物料的破碎、粉磨過程。在球磨機的出口端與風管相連接，在管路系統(tǒng)中串接著選粉機、旋風分離器、除塵器及風機的進口。當風力系統(tǒng)開車時，球磨機機體內(nèi)也處于低負壓操作。當磨細的物料隨著磨機的轉(zhuǎn)動成松散狀，并隨著

31、風力從出料口進入管道系統(tǒng)，由選粉器將粗顆粒分離后再送入球磨機進口，細粉由分離器分離回收，氣體由風機排入大氣。當鋼球的充填率(全部鋼球的容積占筒體內(nèi)部容積的百分數(shù))占，球磨機以不同轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)時，筒體內(nèi)的磨介可能出現(xiàn)三種基本運動狀態(tài)。第一種情況如圖，轉(zhuǎn)速太高，離心力使鋼球隨著筒體一起旋轉(zhuǎn)，整個鋼球形成緊貼筒體內(nèi)壁的一個圓環(huán)，稱為“周轉(zhuǎn)狀態(tài)”，磨介對物料起不到?jīng)_擊和研磨作用。第二種情況如圖，轉(zhuǎn)速太慢，物料和磨介沿磨機旋轉(zhuǎn)才升高至度，在升高期間各層之間也有相對滑動，稱滑落)，當磨介和物料與筒體的摩擦力等于動摩擦角時，摩介和物料就下滑，稱為“瀉落狀態(tài)”。對物料有研磨作用，但對物料沒有沖擊作用，因而使粉磨效

32、率差。第三種情況如圖，磨機轉(zhuǎn)速比較適中。磨介隨筒體提升到一定高度后，離開圓形軌道而沿拋物錢軌跡是自由落體下落，稱為“拋落狀態(tài)”，沿拋物線軌跡下落的鋼球，對筒體下部的鋼球或筒體襯板產(chǎn)生沖擊和研磨作用，使物料粉碎。通過綜合分析，本設計采用中心單傳動方式，如下圖所示：圖1-4 中心單傳動方式1.5 管磨機總體設計須考慮的問題1.根據(jù)物料特性，入磨粒度、產(chǎn)品細度、礦石可磨性等確定磨機單位容積產(chǎn)率。在產(chǎn)品細度一定的條件下，減小入磨礦石粒度可提高磨機單位容積產(chǎn)率、降低單位產(chǎn)能電耗。新設計的磨機入磨粒度已從25mm0降到15mm0。同時要考慮物料的可磨性系數(shù)。2.根據(jù)單位容積產(chǎn)率選擇合適的磨機參數(shù)，如磨機的

33、直徑D、長度L、長徑比L/D ,倉位、襯板形式、配球、進出料口型式、轉(zhuǎn)速等。3根據(jù)選定的磨機，確定運轉(zhuǎn)率、選擇合理的臺數(shù)，運轉(zhuǎn)率應大于70%為合理，運轉(zhuǎn)三臺磨時備用一臺磨為好，不要設計成小磨群。如果磨機設備質(zhì)量好，能達到計劃檢修的要求，也可不設備用磨。4.主電機的選擇，磨機是一種重載、低速、恒轉(zhuǎn)速的機械，重載功率為150-5000kw,低速為1525r/min(D=1.84.6m)。電機可采用同步電機，異步電機，減速比在3050，起動轉(zhuǎn)矩要滿足磨機起動靜轉(zhuǎn)矩+加速轉(zhuǎn)矩。起動轉(zhuǎn)矩約為1. 11. 5倍于正常的負載轉(zhuǎn)矩。低于舊框框1.752.5的備用系數(shù)。起動時由于電機的容量大，要求以不顯著影響電

34、網(wǎng)電壓為原則，否則由于起動電流過大勢必造成電網(wǎng)電壓下降，使其它聯(lián)網(wǎng)設備“失壓”造成停機事故。限制起動電流的途徑是采用合適的啟功方式，減輕磨機起動負荷、選擇合適的電機類型。磨用電動機有三種:異步電機，同步電機，感應同步電機。1）、異步電機異步電機拖動的優(yōu)缺點:a.裝備簡單、價格便宜。b.有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩，可直接起動磨機、起動轉(zhuǎn)矩可通過接入轉(zhuǎn)子繞組的串聯(lián)電阻來控制。c.起動電流小，可控制在1. 5,用在容量小的電網(wǎng)中不致引起干擾電網(wǎng)中其它設備的正常運行。d.唯一的嚴重缺點是異步電機的功率因數(shù)較低且滯后。工廠中絕大多數(shù)設備都是采用異步電機，功率因數(shù)都是滯后的，這就使電網(wǎng)中存在著大量的無功功率損耗。異

35、步電機的功率因數(shù)與額定轉(zhuǎn)數(shù)有關，例如同樣是1000kw的電機，1000r/min時，=0. 88； 250r/min時，=0.73所以從合理用電的觀點出發(fā)，應優(yōu)先選用高轉(zhuǎn)速的電機。改善功率因數(shù)的方法有：采用大容量的高壓靜電電容器和應幾近相機。近相機與主電機轉(zhuǎn)子繞組相接，借改變電機的相位來改善功率因數(shù)，可使達到0.951.0。2)同步電機有二種，一種是普通低啟動轉(zhuǎn)矩同步電機，TD系列；一種是大型低速高轉(zhuǎn)矩同步電機，TDQ系列。同步電機拖動的優(yōu)缺點：a.最大的優(yōu)點是超前的功率因數(shù)，（=0.9超前）可以給電網(wǎng)輸送很大的無功能量、提高用電系統(tǒng)的經(jīng)濟性。b. TD系列的低轉(zhuǎn)數(shù)電機和TDQ系列的電機均可直

36、接拖動磨機，而TD系列的高轉(zhuǎn)速電機則需通過減速機來拖動磨機。c.TDQ系列電機有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩，足以滿足滿載起動磨機，但特大的起動電流仍不可避免。d.缺點：需采用專門的勵磁機組，供其勵磁繞組勵磁，以及為此而需要的直流供電系統(tǒng)，且比相同容量，同轉(zhuǎn)數(shù)的異步電機價格貴很多。TD系列的同步電機起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩很小，能引起電網(wǎng)電壓的波動，為此必須配備適當?shù)碾x合器，實現(xiàn)電機空載起動。3）、感應同步電機、由于異步電機正常運轉(zhuǎn)中的功率因數(shù)低，同步電機起動時轉(zhuǎn)矩小電流大。為解決上述問題綜合其優(yōu)點制造出了感應同步電機。感應同步電機的優(yōu)缺點：a.起動時是異步電機，起動轉(zhuǎn)矩大、電流小。b運轉(zhuǎn)時是同步電機，功率因

37、數(shù)超前(=0.9超前)，解決了工廠電網(wǎng)無功補償問題。c.恒速運轉(zhuǎn)。d.缺點:制造較為復雜、價格較貴。這種電機適用于要求起動轉(zhuǎn)矩高，起動電流小，好的功率因數(shù)的連續(xù)作業(yè)的機械傳動，作為大型磨機的傳動電機是有發(fā)展前途的。綜上所述，磨用電機的選擇原則除需了解電機的基本特性外，尚需綜合考慮下列間題：a.工廠中其它設一備的電機型式，暨全廠電源網(wǎng)路的功率因數(shù)情況。b.一次投資與運轉(zhuǎn)費用必須統(tǒng)籌兼顧。c.電機額定電壓的選定應照顧到工廠所在地區(qū)電網(wǎng)的變電電壓情況、容量大小。d.電機選型必須和磨機的機械傳動方案統(tǒng)一考慮，如磨機減速機的制造條件?？傊x擇電機是一項重要復雜的工作，防止孤立看問題。5. 輔助電機（慢轉(zhuǎn)

38、電機）的選擇。慢轉(zhuǎn)電機不要求調(diào)速，對起動和轉(zhuǎn)差率都沒有特殊要求。一股選交流鼠籠電機為宜，因為它不僅能滿足要求且結(jié)構簡單、造價低廉、控制設備簡單、運轉(zhuǎn)可靠，經(jīng)濟技術方面都是合理的。但要考慮周圍環(huán)境，如溫度、濕度、防腐蝕等要求。6.傳動裝置的布置，分邊緣傳動和中心傳動兩種。一般傳動軸都比較長，這是因為在設計時要兼顧到磨機的排料及輸送設備所占的空間及檢修的要求。7.氧化鋁生產(chǎn)的原料磨是采用濕磨、料漿溫度較高、磨房內(nèi)濕度大、衛(wèi)生環(huán)境差，一般都將電機室和磨房用墻隔開，使電機室的環(huán)境育所改善。8.根據(jù)磨機臺數(shù)、工藝要求、檢修位置做出合理的配置。9.磨機中心高度既要照顧到清理、裝球倒球方便、又要考慮土建的工

39、程量。一般磨機中心高度H = 0.81.0D,最小也應保證磨皮距地面有0.8m的凈高。10.磨機的轉(zhuǎn)向，以出料端視向為準，標以順時針和逆時針。喂料勺輪、階梯襯板、進出料口螺旋等均需與轉(zhuǎn)向相符，磨機不許倒轉(zhuǎn)。輔助傳動可正轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)，同房磨機轉(zhuǎn)向必須一致，便于聽清磨音。11.筒體部分的熱伸長量。管磨機筒體較長，且停磨時與運轉(zhuǎn)時有較大的溫差，筒體要產(chǎn)生明顯的伸長量。設計磨機軸承時必須給以熱脹冷縮的伸長量。一般磨機卸料端靠近傳動裝置，為保證齒輪的正常嚙合卸料端軸承不允許有任何軸向串動、伸縮的預留間隙設在進料端。該問題本是設備設計中應考慮的問題，但采用通用水泥磨機時，由于水泥生產(chǎn)原料磨比氧化鋁生產(chǎn)原料磨的

40、磨溫低，這個問題應引起足夠重視，且應認真核算。12.磨機內(nèi)的通風。磨機內(nèi)無論是干法磨和濕法磨都是致關重要的。實踐證明磨內(nèi)通風對生產(chǎn)影響很大，它能造成磨機下料口處為負壓，減輕下料口處粉塵對環(huán)境的污染，延長清理柵極的周期，減輕檢修工作量，使物料在磨內(nèi)流動順暢，提高磨機運轉(zhuǎn)率和產(chǎn)能。對氧化鋁廠采用石灰配料磨制生料漿的管磨機來說，由于石灰進磨并在磨內(nèi)進行消化反應，放出大量的熱量，產(chǎn)生大量蒸汽，磨內(nèi)排風尤為重要。排風起到了排氣降溫、通柵板孔使磨內(nèi)料漿流動順暢，不倒料的作用。據(jù)資料介紹，干法磨內(nèi)截面風速為814m/s，以不超過物料的懸浮速度為準，濕法磨開路為0.71.2m/s，閉路為0.30.7m/s。1

41、3.磨機的土建基礎。這本是土建問題，但工藝設計者要有基本概念以防出現(xiàn)問題。基礎設計除考慮靜荷載外，還要考慮動荷載。動荷載系數(shù)為:磨體支點荷重40t時，取2. 5磨體支點荷重40t時，取2. 0最好將磨機的基礎連成一體、防止由于基礎的不均勻下沉而造成事故。磨體距基礎邊緣的最小距離不得小于50mm,螺栓中心距混凝上基礎邊緣不應小于5d (d為螺栓名義直徑)。2 磨機的主要工藝參數(shù)的確定2.1磨機的適宜轉(zhuǎn)速2.1.1磨機的臨界轉(zhuǎn)速n0當磨機筒體的轉(zhuǎn)速達到摸某一數(shù)值時，研磨體產(chǎn)生的離心力等于它本身的重力，因而使研磨體升至脫離角=0°，即研磨體將緊貼附在筒體上，隨筒體一起回轉(zhuǎn)而不會降落下來，這

42、個轉(zhuǎn)速就稱為臨界轉(zhuǎn)速。當研磨體處于極限位置時，脫離角=0°，將此值代入研磨體運動基本方程式，可得臨界轉(zhuǎn)速,由11 (2-1)式中：臨界轉(zhuǎn)速，r/min；筒體有效半徑，m；磨機筒體有效直徑, m。代入公式(2-1)： 以上公式是在幾個假定的基礎上推導出來的，事實上，研磨體與研磨體、研磨與筒體之間是存在相對滑動的，而且物料對研磨體也是有影響的。因此，實際的臨界轉(zhuǎn)速比計算的理論轉(zhuǎn)速要高，且與磨機結(jié)構、襯板形狀、研磨體填充率等因素有關。2.1.2 球磨機的理論適宜轉(zhuǎn)速n使研磨體產(chǎn)生最大粉碎功時的筒體轉(zhuǎn)速稱作球磨機的理論適宜轉(zhuǎn)速。當靠近筒壁的最外層研磨體的的脫離角=54°44時,研磨

43、體具有最大的降落高度,對物料產(chǎn)生粉碎功最大。將=54°44代入式cos，可得理論適宜轉(zhuǎn)速,由11 (2-2)代入公式(2-2) 2.1.3 轉(zhuǎn)速比球磨機的理論適宜轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速之比，簡稱為轉(zhuǎn)速比,由11 (2-3)上式說明理論適宜轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的76%。一般磨機的實際轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的7080%。2.1.4 磨機的實際工作轉(zhuǎn)速 磨機理論適宜轉(zhuǎn)速是根據(jù)最外層研磨體能夠產(chǎn)生最大粉碎功觀點推導出來的。這個觀點沒有考慮到研磨體隨筒體內(nèi)壁上升過程中，部分研磨體有下滑和滾動現(xiàn)象。根據(jù)水泥生產(chǎn)中磨機運轉(zhuǎn)的經(jīng)驗及相關統(tǒng)計資料來確定磨機的實際工作轉(zhuǎn)速。下面幾個經(jīng)驗公式是對干法磨機的實際工作轉(zhuǎn)速的確定方法

44、,由11當m時： (2-4)當1.8m<2.0m時： (2-5)當1.8m： (2-6)式中:磨機的實際工作轉(zhuǎn)速，r/min；磨機的有效內(nèi)徑，m；磨機規(guī)格直徑，m。代入公式(2-4) r/min2.2 磨機的功率計算影響磨機需用功率的因素很多，如磨機的直徑、長度、轉(zhuǎn)速、裝載量、填充率、內(nèi)部裝置、粉磨方式以及傳動形式等。計算功率的方法也很多，常用的計算磨機需用功率的計算式有以下三種,由5 (2-7) (2-8) (2-9)式中: 磨機需用功率，kW；磨機有效容積，m；磨機有效內(nèi)徑，m；磨機的適宜轉(zhuǎn)速，r/min；研磨體裝載量， t；磨機填充率(以小數(shù)表示)。選用公式(2-7)計算： kW磨

45、機配套電動機功率計算=1.25×1.0×1984=2340kW式中: 與磨機結(jié)構、傳動效率有關的系數(shù)，見表3-1；電動機儲備系數(shù)，在1.01.1間選取。表2-1 與磨機結(jié)構、傳動效率有關的系數(shù)磨機形式干法磨中卸磨邊緣傳動1.31.4中心傳動1.251.352.3 磨機的生產(chǎn)能力1.磨機小時生產(chǎn)能力的計算影響磨機需用功率的因素很多，主要有以下幾個方面：粉磨物料的種類、物理性質(zhì)和產(chǎn)品細度；生產(chǎn)方法和流程；磨機及主要部件的性能；研磨體的填充率和級配；磨機的操作等。常用磨機生產(chǎn)能力經(jīng)驗計算式為,由5 (2-10)式中: 磨機生產(chǎn)能力，t/h；磨機所需功率，kg/kW；單位功率生產(chǎn)能

46、力，kg/kW；流程系數(shù)，開路取1.0；閉路1.151.5。代入公式(2-10)：= 80 t/h將一起考慮，干法開路長磨粉磨系統(tǒng)，值為4560。2. 磨機的年生產(chǎn)能力,由5 =8760 (2-11)式中: 磨機的年生產(chǎn)能力，；磨機臺時生產(chǎn)能力，；磨機的年利用率，生料開路磨<80%，生料閉路磨<78%，水泥開路磨<85%,水泥閉路磨<82%。所有系統(tǒng)的年利用率不得低于70%。代入公式(2-11)：=8760=8760×80%×80=560640 t/y2.4磨機的中心高度的確定磨機的中心高度就是從磨機水平中心線至粉磨車間基準地面的距離，它的確定，既應

47、考慮到磨機傳動裝置的特殊要求，又要考慮倒出和清理研磨體的方便。在滿足上述原則下，磨機的中心高度應盡量降低。這樣一方面可以減少基礎混凝土量，降低造價；另一方面又可增加基礎的穩(wěn)定性和避免下沉的危險，同時對檢修管理和其它設備的布置都有利。磨機的中心高度一般可取磨機直徑的0.81.0倍，即H=(0.81.0)D，并且應保持磨機筒體的下外母線至基準地面的距離不小于0.8m。對個別小廠的小型磨機i，其中心高度還可以適當降低。對于邊緣傳動的磨機，應以大小齒輪罩下邊緣露出基準地面h=250400mm為宜。一是方便于檢修管理；二是有利于安裝；三十對齒輪罩防塵條件較好。天津水泥廠的原2.2×4.4m磨機

48、，其大小齒輪罩的下邊緣都是在基準地面以下。在清掃地面時，大量的灰塵侵入到齒輪罩中，使齒輪壽命大大降低，小齒輪有時只能使用一個星期。當由于工藝布置要求，磨機的中心高度必須設置較高時，如濕法二級圈流粉磨系統(tǒng)，因耙式分級機得進出料要求而抬高磨機時，必須在磨旁設置能拆卸的操作走臺。本磨機H取1.0D，即4m。2.5磨機在運轉(zhuǎn)時磨體的伸縮量計算=21.9mm2.6磨機的支撐裝置球磨機的支撐裝置要承受整個磨機的回轉(zhuǎn)部分、研磨體和物料在運動過程中或靜止狀態(tài)時的載荷，因此，對于球磨機支撐裝置的選型和計算設計是相當關鍵的。支撐裝置在工作過程中，一是所承受的載荷重，具有一定的振動；二是中空軸的轉(zhuǎn)速低，一般中空軸的

49、線速度在左右；三是磨機的工作環(huán)境惡劣，灰塵大。因此，在設計磨機支撐裝置時，不但要考慮到磨機能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)，設法降低中空軸和球形瓦之間由于摩擦而產(chǎn)生的功率消耗，還要防止灰塵進入其中。2.6.1磨機的支撐裝置可按下述方式分類(1) 主軸承支撐主軸承支撐包括滾動軸承支撐和滑動軸承支撐?；瑒又鬏S承的特點是工作平穩(wěn)、無噪聲，由于潤滑油膜具有吸振能力，故能承受較大的沖擊載荷；而滾動主軸承相對滑動主軸承來說，它的摩擦系數(shù)比較小且穩(wěn)定，它不隨軸承回轉(zhuǎn)的變化而改變。因此，滾動主軸承比滑動主軸承的摩擦損失小，并且易啟動，而能節(jié)省功率消耗。它的缺點是承受沖擊載荷的能力較差，這對于具有沖擊載荷的磨機來說是不利的。(2)

50、 滑履支撐滑履支撐裝置主要是用在大型磨機上，尤其是烘干倉的磨機，其優(yōu)越性就顯得更突出；由于滑履裝置取消了中空軸及主軸承，磨機可以短一些，所以磨機筒體的彎曲應力減少了，因此磨機筒體可以采用較薄的鋼板制造。但是，由于對滾圈和履瓦的加工精度和粗糙度要求較嚴，因而其成本較高。(3) 托輪支撐托輪支撐過去多用于小型磨機，現(xiàn)在不推薦實用。綜合考慮，本磨機采用滑履支撐方式?；闹窝b置主要是用于大型磨機上，具有如下優(yōu)點：1.由于取消了中空軸及主軸承，磨機可以短些，尤其是磨機的進料端很明顯的縮短了很多。2.因為磨機兩端支撐點的距離縮短，所以磨機筒體的彎曲應力減小了。因此，磨機筒體可以采用較薄得鋼板制造。尤其是

51、烘干粉碎的磨機，烘干倉的筒體可以選用更薄的鋼板，減輕了磨機的重量。3.對于烘干兼粉碎的磨機，由于取消了磨機的中空軸，進料口的橫斷面不受中空軸的約束，因此，可以更合理的設計進料口，便于使用粉磨的物料和大量熱風通過。4.采用滑履支撐時，磨機筒體可以分成三段而通過法蘭進行組裝，這樣便于運輸筒體，尤其是對于大型磨機，此優(yōu)點就顯得更為突出。5.由于滾圈的線速度比中空軸頸高的多，對于潤滑油膜的形成比較有利。3 進料裝置和出料裝置的選型設計3.1 簡介磨機的進料裝置和出料裝置，對中心卸料的磨機都是裝在磨體的兩端。對周邊卸料的磨機，進料裝置仍裝在磨體進料端的端部。出料裝置，對中卸磨則裝在磨體的中部左右；對端部

52、周邊卸料的磨機，則裝在磨體得出料端附近。對中卸磨，由于物料從磨體中部卸出，經(jīng)輸送和提升設備等送入分選設備中進行分選，粗顆粒物料仍需從磨機的尾端喂入其細磨倉中，進行再次粉磨，經(jīng)粉磨后的物料仍從磨體中部卸出。這種裝在磨機尾端的裝置，不是出料裝置，而是進料裝置。不過，它喂入磨內(nèi)的物料不是新物料，而是經(jīng)過分選設備選出的較粗顆粒的物料，稱為“回料”。把這種裝在磨機尾端將回料重新喂入磨內(nèi)的裝置，稱為“回料裝置”。回料裝置實際上是一種進料裝置。進料裝置和出料裝置是磨機與工藝管道或其它設備相連接的裝置，同時又是靜止部件和磨機相關轉(zhuǎn)動部件相銜接的裝置。它們一方面應把物料順暢地喂入和卸出磨機，另一方面又要保證不漏

53、料不漏風，有的還需要將磨渣妥善的排除?？梢姡O計難度是很大的。甚至有的水泥廠曾因煤磨進料裝置不合理，不僅不能保證正常生產(chǎn)，而且還發(fā)生了人身事故，燒傷多人。還有的水泥廠經(jīng)常造成物料堵塞，影響生產(chǎn)。據(jù)不完全調(diào)查了解，保證不漏料、不漏漿、少漏風的進料裝置是不多的。因此，對進出料裝置進行選型和結(jié)構優(yōu)化設計，是具有非常重要的實際意義的。3.2 進料裝置的選型設計現(xiàn)代水泥磨機所采用的進料裝置大致有四種類型：(a)物料自溜入磨的進料裝置；(b)強制性的進料裝置；(c)通風的進料裝置；(d)濕法磨機的進料裝置3.2.1物料自溜入磨的進料裝置自溜入磨的進料裝置，物料經(jīng)進料管溜入磨機中空軸內(nèi)的錐形襯套并沿著旋轉(zhuǎn)的筒壁自行滑入磨內(nèi)。這種型式的結(jié)構簡單。流管的喂料量目前尚無準確的計算方法，但是經(jīng)過對某些磨機的實測，其喂料量相當大，所以，如果物料有良好的流動性并且磨機中空軸不太長、直徑又不太小時，應優(yōu)先考慮這種結(jié)構型式。由于自溜入磨的型式結(jié)構簡單，通風阻